Фотоник нэгдсэн хэлхээ (PIC) материалын систем

Фотоник нэгдсэн хэлхээ (PIC) материалын систем

Цахиурын фотоник нь цахиурын материал дээр суурилсан хавтгай бүтцийг ашиглан гэрлийг чиглүүлж, янз бүрийн функцийг гүйцэтгэдэг салбар юм. Бид энд шилэн кабелийн холбооны дамжуулагч болон хүлээн авагчийг бий болгоход цахиурын фотоникийг ашиглахад анхаарлаа хандуулж байна. Тодорхой зурвасын өргөн, тодорхой ул мөр, тодорхой өртөг дээр илүү их дамжуулалт нэмэх шаардлага нэмэгдэхийн хэрээр цахиурын фотоник нь эдийн засгийн хувьд илүү үр ашигтай болдог. Оптик хэсгийн хувьд,фотоник интеграцийн технологиашиглах ёстой бөгөөд өнөөгийн ихэнх когерент дамжуулагчийг тусдаа LiNbO3/хавтгай гэрлийн долгионы хэлхээ (PLC) модулятор болон InP/PLC хүлээн авагч ашиглан бүтээдэг.

Зураг 1: Түгээмэл хэрэглэгддэг фотоны интеграл хэлхээ (PIC) материалын системийг харуулав.

Зураг 1-т хамгийн алдартай PIC материалын системүүдийг харуулав. Зүүнээс баруун тийш цахиур дээр суурилсан цахиурын PIC (PLC гэгддэг), цахиур дээр суурилсан тусгаарлагч PIC (цахиурын фотоник), литийн ниобат (LiNbO3), болон InP болон GaAs зэрэг III-V бүлгийн PIC-үүд байна. Энэхүү өгүүлэлд цахиур дээр суурилсан фотоник дээр анхаарлаа хандуулсан болно.цахиурын фотоникГэрлийн дохио нь голчлон цахиураар дамждаг бөгөөд энэ нь 1.12 электрон вольтын шууд бус зурвасын зайтай (1.1 микрон долгионы урттай) байдаг. Цахиурыг зууханд цэвэр талст хэлбэрээр ургуулж, дараа нь өнөөдөр ихэвчлэн 300 мм диаметртэй вафли болгон хуваадаг. Вафлины гадаргууг исэлдүүлж цахиурын давхарга үүсгэдэг. Вафлиудын нэгийг тодорхой гүнд устөрөгчийн атомаар бөмбөгддөг. Дараа нь хоёр вафлиг вакуумд хайлуулж, тэдгээрийн исэлдсэн давхаргууд хоорондоо холбогддог. Угсралт нь устөрөгчийн ионы суулгацын шугамын дагуу тасардаг. Дараа нь хагарал дээрх цахиурын давхаргыг өнгөлж, эцэст нь цахиурын давхаргын дээр байрлах бүрэн бүтэн цахиурын "бариул" вафлины дээр талст Si нимгэн давхарга үлдээдэг. Долгион хөтлүүр нь энэхүү нимгэн талст давхаргаас үүсдэг. Эдгээр цахиур дээр суурилсан тусгаарлагч (SOI) вафли нь бага алдагдалтай цахиурын фотоник долгион хөтлүүрийг боломжтой болгодог ч тэдгээр нь бага алдагдлын гүйдэл өгдөг тул бага чадлын CMOS хэлхээнд илүү түгээмэл хэрэглэгддэг.

Зураг 2-т үзүүлсэн шиг цахиур дээр суурилсан оптик долгион хөтлүүрийн олон хэлбэр байж болно. Эдгээр нь бичил хэмжээний германиар хольсон цахиурын долгион хөтлүүрээс нано хэмжээний цахиурын утас долгион хөтлүүр хүртэл янз бүр байдаг. Германиумыг хольсноор ... хийх боломжтой.фотодетекторуудболон цахилгаан шингээлтмодуляторууд, мөн магадгүй оптик өсгөгч ч байж магадгүй. Цахиурыг допинг хийснээроптик модуляторхийж болно. Доод талд нь зүүнээс баруун тийш: цахиурын утас долгион хөтлөгч, цахиурын нитридийн долгион хөтлөгч, цахиурын оксинитридийн долгион хөтлөгч, зузаан цахиурын нурууны долгион хөтлөгч, нимгэн цахиурын нитридийн долгион хөтлөгч болон хольцтой цахиурын долгион хөтлөгч байна. Дээд талд нь зүүнээс баруун тийш хомсдолын модулятор, германий фотодетектор, германий байна.оптик өсгөгч.

Зураг 2: Цахиур дээр суурилсан оптик долгион хөтлүүрийн цувралын хөндлөн огтлол, ердийн тархалтын алдагдал болон хугарлын индексийг харуулав.